鋼筋混凝土水池的施工要點及滿水試驗

摘　要:針對以往鋼筋混凝土水池施工所暴露的問題,深圳市某污水處理廠工程SBR 池在高溫施工條件下,通過處理好水池基底、嚴(yán)格控制混凝土溫度、降低內(nèi)外溫差、處理好池體變形縫、施工縫和后澆帶所采取的一系列施工技術(shù)措施及其池體滿水試驗的方法和結(jié)果。

關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土水池;施工要點;技術(shù)措施; 滿水試驗

中圖分類號: TU11　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 　文章編號:167223198 (2008) 0220292201

1 　工程概況和特點

　　深圳市某污水處理廠SBR 池工程是由兩座矩形鋼筋混凝土池體組成,北面為1 # ～4 # 池,南面為5 # ～8 # 池,每組池體長度122. 95 米、寬度51. 20 米(軸線尺寸) ,沿長度方向平行于池體短邊設(shè)30mm 寬度變形縫四道,沿短邊平行于長邊方向在池墻中部設(shè)30mm 寬度變形縫一道(底板設(shè)后澆帶) 將每座池體劃分為10 塊(不含后澆帶) 。池內(nèi)、池頂設(shè)有工藝渠溝,池墻頂設(shè)走道板,池底面標(biāo)高42. 61 米,池頂面標(biāo)高49. 11 米,鋼筋混凝土底板厚750mm ,上附加150 厚C15 底板配重混凝土, 鋼筋混凝土池壁下端厚750mm ,經(jīng)過變徑后上端厚250mm ,此外每座池內(nèi)還設(shè)有多道斷面不同的隔墻。

　　SBR 池混凝土澆筑約17916 米3 ,其中C10 和C15 為現(xiàn)場自攪拌混凝土3052 米3 ,其余為C25 、C25S6 及C25 膨脹混凝土共14864 米3 ,采用固定生產(chǎn)廠家的商品混凝土。

　　施工要點是: ①SBR 池天然地基部分為素填土及淤泥,由于SBR 池對不均勻沉降反應(yīng)敏感,因此必須對素填土及淤泥層地基進(jìn)行嚴(yán)格的處理; ②SBR 池底板及下端池壁混凝土厚度達(dá)到750mm ,體積大,而按工期和施工進(jìn)度要求,池體混凝土澆筑又必須在5 - 9 月份完成,正值深圳的高溫炎熱期,日最高溫度達(dá)39 ℃,夜間最高溫度達(dá)30 ℃左右;根據(jù)這些特點,混凝土施工除必須滿足強(qiáng)度和耐久性等要求外,其關(guān)鍵是控制混凝土的最高溫升及其內(nèi)外溫差,防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫,影響池體的抗?jié)B; ③變形縫一般為防水構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié),而本工程的池體變形縫較長,總長達(dá)到564米; ④為了減少混凝土的澆筑高度,利于混凝土振搗密實,分別在43. 60 米和46. 60 米留設(shè)水平施工縫,施工縫的長度約700 米,因此防止施工縫漏水為本工程施工的又一要點;⑤后澆帶縱貫整個池體,寬度為1. 0 米,施工質(zhì)量的好壞直接影響池體的防水功能。

2 　施工技術(shù)措施

2. 1 　對局部軟弱地基進(jìn)行處理

　　盡管設(shè)計要求SBR 池對地基的承載力不高,但對不均勻沉降反應(yīng)較為敏感,如果局部軟弱地基處理不好,很容易使池體產(chǎn)生裂縫。本工程基礎(chǔ)開挖至設(shè)計標(biāo)高后,遇到雜填土即清理干凈,然后從最低處開始填土,填土料采用粘性土,有機(jī)物含量不超過5 % ,土料的含水量控制在2 %之內(nèi),整片分層回填碾壓,換填的地基在回填時分層檢驗,當(dāng)檢測的地基密實度達(dá)到設(shè)計要求———93 %時進(jìn)行下一道工序,否則重新?lián)Q填碾壓,直到合格。

2. 2 　高溫季節(jié)底板及下端池壁混凝土施工的技術(shù)措施

　　大體積混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用,由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。因此,主要采用減少水泥用量以控制水化熱,降低混凝土出機(jī)溫度以控制澆筑溫度,并采取保溫養(yǎng)護(hù)等綜合措施來限制混凝土內(nèi)部的最高溫升及其內(nèi)外溫差,控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。

(1) 限制水泥用量降低混凝土內(nèi)部水化熱。

　?、龠x擇水泥。選用水化熱較低的# 425 礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比,3d的水化熱約可低30 %。②摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg ,改善了混凝土的粘聚性和可泵性,還可節(jié)約水泥50kg。根據(jù)有關(guān)試驗資料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg ,其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1～1. 2 ℃,因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5～6 ℃。

　　磨細(xì)石灰粉煤粉摻入混凝土內(nèi),對混凝土的和易性,可塑性,泌水性及強(qiáng)度都有不同程度的益處,對混凝土的干縮也無不良影響。在保證混凝土強(qiáng)度不變的情況下,在C20 、C30 等級范圍內(nèi)每立方米混凝土可用30kg 粉煤灰代替20～30kg 水泥,使混凝土單方放熱量降低了25 %。用摻粉煤灰來降低水泥用量而減少混凝土的水化熱從而降低混凝土出機(jī)溫度有較好的效果。

(2) 用原材料降溫控制混凝土出機(jī)溫度。

　　根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理,可求得混凝土的出機(jī)溫度T ,說明混凝土的初級溫度與原材料的溫度成正比,為此對原材料采取降溫措施: ①將堆場沙、石子連續(xù)澆水,使其溫度自澆水前的56 ℃降至澆水后的29 ℃,且可預(yù)先吸足水分,減少混凝土塌落度損失; ②雖混凝土中水的用量較少,但它的比熱最大,故在攪拌混凝土用的3 只貯水池內(nèi)加入冰塊,使水溫由31 ℃降到24 ℃。這樣一來,經(jīng)計算出機(jī)溫度T 為32. 8 ℃,37 次實測的平均實測值33. 2 ℃,送達(dá)現(xiàn)場的實測溫度為34. 60 ℃,從而使入模溫度大為降低。

(3) 混凝土輸送、澆筑及保濕保溫養(yǎng)護(hù)。

　　(1) 為不使混凝土輸送管道溫度過高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆蓋草包并反復(fù)淋水、降溫。②考慮混凝土的水平分層澆筑裝拆管道過于頻繁,施工組織工作難于實施,故采取斜面分層澆筑,錯開層與層之間澆筑推進(jìn)的時間以利下層混凝土散熱,但上下層之間嚴(yán)格控制,不得超過混凝土初凝時間,不得出現(xiàn)施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多,在澆筑平倉后用直尺刮平。約間隔1. 5h ,用木蟹打壓兩次,以免出現(xiàn)表面收水裂縫。③混凝土抹壓后,當(dāng)人踩在上面無明顯腳印時,隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實,不使透風(fēng)漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量。且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護(hù),以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,延長散熱時間,減少混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)實測混凝土3 天內(nèi)表面溫度在48～55 ℃之間,且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。

2. 3 　變形縫的施工技術(shù)措施

　　本工程變形縫采用10mm 厚QZ1 - 300 型橡膠止水帶。變形縫一般為防水構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié),而本工程的池體變形縫較長,總長達(dá)到564 米。(1) 為了防止變形縫處漏水,止水帶安裝時特別注意防止破損,采取可靠的方法固定,使用Φ20 預(yù)應(yīng)力卡環(huán)與箍筋焊接,將卡環(huán)搭接部分張開以后產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力將橡膠止水帶夾住。(2) 同時盡量減少止水帶接頭,在確需要采用接頭時,聘請生產(chǎn)廠家的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行粘結(jié),確保了接頭的質(zhì)量。(3) 注意將止水帶表面清洗干凈,加強(qiáng)止水帶周圍特別是止水帶下部混凝土的震搗密實,保證了止水帶和混凝土的粘結(jié)質(zhì)量。

2. 4 　施工縫的施工技術(shù)措施

　　(1) 為了防止施工縫漏水,墻體水平施工縫在基層混凝土澆筑時預(yù)埋厚δ= 1. 2mm ,寬b = 400mm 通長鍍鋅止水鋼板。(2) 施工縫表面鑿毛,松動石子應(yīng)鑿除并用壓力水清洗干凈。(3) 混凝土澆筑前24 小時內(nèi)將基層面澆水濕潤,并鋪一層厚約5cm 與混凝土配合比相同的水泥砂漿一層。(4) 為了防止模板與原混凝土墻體之間漏漿,在模板與原混凝土墻體之間夾5mm 厚的橡膠海綿。

2. 5 　后澆帶的施工技術(shù)措施

　　由于后澆帶縱貫整個池體,經(jīng)過多方洽商,決定由我公司委托某建材公司對SBR 池后澆帶混凝土外加劑摻量進(jìn)行配比實驗,試驗報告的主要數(shù)據(jù)如下:外加劑名稱FDN -330A ,摻量2. 20 % ,試配試塊C30 ,3 天齡期的抗壓強(qiáng)度為27. 5Mpa ,達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的92 % ,7 天齡期的抗壓強(qiáng)度為32. 0Mpa ,達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的107 % ,設(shè)計院根據(jù)試驗報告的結(jié)果確認(rèn)此配合比,后澆帶混凝土在最后一塊底板混凝土澆完48 天后施工,其攪拌時間比普通混凝土延長60～120S。

3 　滿水試驗

　　(1) 待水池混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后,先在池壁上作好標(biāo)高的標(biāo)志,以不超過2m/ d 的速度灌入清水,第一次充水至設(shè)計水位的1/ 3 時,第二次充水至設(shè)計水位的2/ 3 時,第三次充水至設(shè)計水位,相鄰兩次充水時間不少于24h ,同時進(jìn)行沉降觀測并做好記錄。(2) 在按設(shè)計水位標(biāo)高充滿水24h 后,用以下方法測定水池24h 滲水量:事先做直徑為50cm ,高30cm 的敞口鋼板水箱,要求絕對不滲漏,將其灌滿水后在同等日照條件下進(jìn)行蒸發(fā)量測試。水池滲水量計算:24 小時后用水位測針準(zhǔn)確測出池壁水位減少高度,計算出減水量扣除蒸發(fā)量,判斷是否符合實際滲水量不超過2L/m2. d 的規(guī)范和設(shè)計要求。(3) 同時在業(yè)主和監(jiān)理工程師的監(jiān)督下,對池外壁認(rèn)真進(jìn)行外觀檢查,有無滲漏點及水印濕跡,并填寫記錄表。

4 　結(jié)束語

　　本工程經(jīng)各有關(guān)單位的嚴(yán)格檢查,SBR 池未發(fā)現(xiàn)有害裂縫,僅表面有個別收水裂縫,混凝土密實平整光潔,無蜂窩麻面,無任何滲漏現(xiàn)象,最大滲水量為1. 38L/ m2 . d ,占設(shè)計滲水量允許值的69 % ,滿足了設(shè)計要求,本工程經(jīng)過綜合評定為“優(yōu)良”工程。